Contenuti del corso
Nel corso vengono trattati i principali concetti riguardanti la struttura dei metalli e delle loro leghe con particolare riferimento alle proprietà meccaniche
F.Pratesi: Microstruttura e proprietà meccaniche dei materiali. Aracne. ISBN 978-88-548-2163-7
N.E.Dowling: Mechanical Behavior of Materials. Prentice Hall
Ashby M.F.-Materials Selection in Mechanical Design (4ed). Butterworth-Heinemann
G.E.Dieter - Mechanical Metallurgy. McGraw-Hill
L.Vergani: Meccanica dei materiali. McGraw-Hill
Obiettivi Formativi
Il corso si propone lo scopo di fornire le conoscenze di base per la scelta dei materiali nelle applicazioni meccaniche al fine di ottenere le migliori prestazioni. Vengono pertanto descritte e evidenziate le relazioni tra le proprietà meccaniche e le caratteristiche microstrutturali. Obiettivi del corso:
- Impartire la conoscenza dei materiali e dei loro comportamenti nelle varie condizioni di carico riscontrabili nella pratica progettuale. I metodi per la caratterizzazione del comportamento dei materiali (cc5).
- Impartire la capacità di applicare la propria conoscenza e la propria comprensione per analizzare e ottimizzare apparati e sistemi meccanici, nonché di innovare i medesimi anche attraverso lo sviluppo ed il miglioramento dei metodi di progettazione, confrontandosi con continuità con la rapida evoluzione propria dell’ambito dell’ingegneria meccanica (ca2).
Prerequisiti
Conoscenza dei metodi di dimensionamento di strutture e componenti soggetti a sollecitazioni statiche e di fatica. Conoscenza del fenomeno della fatica in campo elastico. Conoscenza delle principali proprietà dei materiali.
Essere in possesso delle nozioni di base concernenti la meccanica applicata, la resistenza strutturale e le tecnologie di lavorazione dei materiali.
Metodi Didattici
Lezioni ed esercitazioni in classe
Modalità di verifica apprendimento
La valutazione dello studente prevede due prove scritte intermedie/in itinere o in alternativa un esame orale al termine del corso. Lo studente dovrà dimostrare la capacità di saper selezionare, caratterizzare e comprendere il comportamento dei principali materiali utilizzati nell'ingegneria meccanica.
Per superare l'esame lo studente dovrà dimostrare il raggiungimento degli obiettivi "cc5" e "ca2".
Programma del corso
Criteri di selezione dei materiali
Ruolo del materiale nella progettazione, diagrammi delle proprietà dei materiali di Ashby, metodo degli indici di prestazione
Strutture cristalline
Reticoli cristallini, indici di punti, direzioni e piani, massimo impacchettamento, difetti di punto, meccanismi di deformazione plastica e sistemi di scorrimento, linee di dislocazione, vettore di Burgers, movimento delle dislocazioni, energia e tensione di linea, moltiplicazione delle dislocazioni, geminazione, bordi di grano
Leghe metalliche
Soluzioni solide, diagrammi di fase, rafforzamento dei metalli per soluzione solida, precipitazione di fasi coerenti e incoerenti, invecchiamento, dispersione di ossidi, incrudimento
Creep
Fenomenologia, rappresentazione dei dati, meccanismi di deformazione, equazioni costitutive, modelli di viscoelasticità lineare, rilassamento, parametri tempo-temperatura
Fatica oligociclica
Comportamento ciclico, leggi di Manson-Coffin e di Basquin, fatica oligociclica ad alta temperatura, metodi di previsione di vita, interazioni con fenomeni di creep, strainrange partitioning